Що таке випадковий заземлювач типу клапан?

Що таке клапанний громозахисний пристрій?

Визначення

Громозахисний пристрій, який складається з одного або кількох зазорів, підключених послідовно до елементу, що контролює струм, називається громозахисним пристроєм. Зазір між електродами перешкоджає потоку струму через пристрій, за винятком випадків, коли напруга на зазорі перевищує критичну напругу пробою. Клапанний тип громозахисного пристрою також називають розрядником з розривом або розрядником з карбиду кремнію з послідовним зазором.

Конструкція клапанного громозахисного пристрою

Клапанний громозахисний пристрій побудований з багатозазорної системи, підключеної послідовно до резистора, виготовленого з нелінійного елемента. Кожен іскровий зазір складається з двох елементів. Для вирішення проблеми нерівномірного розподілу напруги між зазорами, нелінійні резистори підключаються паралельно кожному окремому зазору. Ця конструкція допомагає забезпечити правильну роботу пристрою при різних електричних умовах, дозволяючи йому ефективно захищати електричне обладнання від наднапруг, спричинених ударом блискавки.

Елементи резисторів виготовляються з карбиду кремнію, поєднаного з неорганічними зв'язуючими. Весь вузол заключений в герметичну фарфорову оболонку, заповнену або азотом, або газом SF6. Таке газоповне середовище допомагає підвищити електричну ізоляцію та продуктивність пристрою.

Робота клапанного громозахисного пристрою

При нормальній низьковольтній умові, паралельні резистори запобігають пробою через зазори. В результаті повільні зміни прикладеної напруги не становлять загрози для електричної системи. Однак, коли відбуваються швидкі зміни напруги на зажимах пристрою, наприклад, через удар блискавки або електричні випуклі, повітряні зазори в пристрої відчувають пробій. Результативний струм потім відводиться до землі через нелінійний резистор. Важливо, що нелінійний резистор демонструє надзвичайно низький опір при таких умовах високої напруги та великої сили струму, ефективно шунтує надлишковий струм від захищеного електричного обладнання, забезпечуючи його від можливих пошкоджень.

Після проходження випуклі напруга, накладена на пристрій, зменшується. Одинично, опір пристрою поступово зростає до моменту, поки не буде відновлена нормальна робоча напруга. Коли випукла напруга зникає, невеликий струм при низькій частоті починає протікати по шляху, створеному попереднім пробоєм. Цей конкретний струм називається струмом слідування.

Масштаб струму слідування поступово зменшується до значення, яке може бути перервано іскровим зазором, коли зазір відновлює свою диелектричну стійкість. Струм слідування гаситься на першому нуль-перетині форми струму. В результаті, живлення залишається неперервним, а пристрій знову готовий до нормальної роботи. Цей процес відомий як переупакування громозахисного пристрою.

Етапи роботи клапанного громозахисного пристрою

Коли випукла напруга досягає трансформатора, вона зустрічає громозахисний пристрій, як показано на нижньому рисунку. Приблизно за 0,25 мкс напруга досягає значення пробою послідовного зазору, що запускає розряд пристрою. Ця дія перенаправляє надлишковий струм, пов'язаний з випуклою напругою, захищаючи трансформатор та інше підключене електричне обладнання від можливих пошкоджень, спричинених тимчасовою високою напругою.

По мірі зростання випуклої напруги, опір нелінійного елемента зменшується. Це зменшення опору дозволяє продовжити розряд додаткової енергії випуклої напруги. В результаті, напруга, передана на термінальному обладнанні, обмежується, як це чітко показано на нижньому рисунку. Цей механізм грає ключову роль у захисті термінального обладнання від шкідливого впливу високої напруги, ефективно контролюючи кількість напруги, яка досягає його.

По мірі зменшення напруги, струм, що протікає до землі, одночасно зменшується, а опір громозахисного пристрою зростає. Нарешті, громозахисний пристрій досягає стадії, коли іскровий зазір перериває потік струму, і пристрій ефективно переупаковує себе. Цей процес забезпечує, що після завершення події випуклої напруги, пристрій повертається до свого нормального, не провідного стану, готовий захищати електричну систему від майбутніх випуклих напруг.

Максимальна напруга, яка розвивається на зажимах громозахисного пристрою і передається на термінальне обладнання, називається розрядною вартістю пристрою. Це значення важливе, оскільки визначає ступінь, в якому пристрій може захищати підключене обладнання від надмірних випуклих напруг.

Типи клапанних громозахисних пристроїв

Клапанні громозахисні пристрої можна розділити на декілька типів, а саме: стаціонарні типи, лінійні типи, пристрої для захисту обертальних машин (розподільні типи або вторинні типи).

• Стаціонарний клапанний громозахисний пристрій

• Цей тип пристрою головним чином використовується для захисту важливого електричного обладнання в схемах, що відповідають напругам від 2,2 кВ до 400 кВ та навіть вищим рівням напруги. Він характеризується своєю високою здатністю до розсіювання енергії. Це дозволяє йому обробляти велику кількість енергії випуклої напруги, забезпечуючи безпеку важливих електричних компонентів на станції.

• Лінійний громозахисний пристрій

• Лінійні пристрої використовуються для захисту обладнання підстанції. Вони мають менший поперечний переріз, легші за вагою та більш економічні порівняно зі стаціонарними пристроями. Однак, вони дозволяють вищий рівень випуклої напруги на своїх зажимах порівняно зі стаціонарними пристроями та мають нижчу здатність до розсіювання випуклої напруги. Незважаючи на ці відмінності, вони добре підходять для захисту обладнання підстанції завдяки своєму специфічному проектуванню та економічності.

• Розподільний громозахисний пристрій

• Розподільні пристрої, як правило, монтуються на стовпах і використовуються для захисту генераторів та двигунів у розподільній мережі. Їх розташування на стовпах робить їх легко доступними для встановлення та обслуговування, ефективно захищаючи електричне обладнання в розподільній системі.

• Вторинний громозахисний пристрій

• Вторинні пристрої розроблені для захисту обладнання низької напруги. Аналогічно, пристрої для захисту обертальних машин спеціально розроблені для захисту генераторів та двигунів. Ці пристрої відіграють ключову роль у забезпеченні надійної роботи обладнання низької напруги та обертальних машин, запобігаючи пошкодженню, спричиненому випуклими напругами.